專利名稱:一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及自動(dòng)控制開關(guān),尤其涉及一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān),用于水塔或高層水池等貯水裝置的供水自動(dòng)控制。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān),由交流電源電路、直流電源電路、設(shè)有繼電器J的功放開關(guān)電路及接有取樣電極的取樣顯示電路連接組成;所述直流電源電路由整流電路和電容C1組成;所述功放開關(guān)電路包括一三極管VT,其集電極與直流電源電路正極之間跨接相并聯(lián)的繼電器J、電容C2及串接的發(fā)光二極管LED1、電阻R4,其發(fā)射極接直流電源電路負(fù)極,其基極經(jīng)電阻R2接所述的取樣顯示電路,采取的措施還包括a.所述的取樣顯示電路包括一具有反相器功能的集成塊IC,該集成塊IC,其A、E端引腳分別接直流電源電路正負(fù)極;其B端引腳分別與懸于貯水裝置內(nèi)的取樣電極之間跨接有取樣電阻R6,與所述直流電源電路正極之間跨接有分壓電阻R5,與所述三極管VT集電極之間跨接有相串接的二極管D5及電阻R3,與所述直流電源電路負(fù)極之間跨接有另一分壓電阻R1;其C端引腳接所述的功放開關(guān)電路的電阻R2;其D端引腳與直流電源電路負(fù)極之間跨接有相串接發(fā)光二極管LED2;b.所述的直流電源電路正極接地,其負(fù)極電壓為-E伏;c.該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發(fā)控制,該引腳B端電壓為觸發(fā)高電壓,引腳C端電壓為低電壓,引腳D端電壓則為高電壓;該引腳B端電壓為觸發(fā)低電壓,引腳C端電壓為高電壓,引腳D端電壓則為低電壓。
為優(yōu)化上述技術(shù)方案,所采取的措施還包括上述的電阻R1與電阻R5的阻值相等,則引腳B端觸發(fā)高電壓為0伏,觸發(fā)低電壓為-E/2伏。
上述的電阻R1、R5及R6的阻值為相匹配配置。為具有反相器功能的集成塊IC提供穩(wěn)定的控制電壓,保證本開關(guān)的可靠工作。
上述的電阻R1、R5及R6阻值均為4700KΩ,使本開關(guān)的工作可靠性更佳。
上述的三極管VT發(fā)射極與直流電源電路負(fù)極之間跨接有二極管D7,使電阻R6阻值取值范圍增大,可起到改善了本開關(guān)的性能作用。
上述的集成塊IC選用的型號(hào)為CC4069。該CC4069型號(hào)的集成塊IC為工藝可靠、性能穩(wěn)定的反相器,使本開關(guān)的性能更加穩(wěn)定可靠。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明取樣顯示電路采用集成塊IC作為中心元件,通過該集成塊IC與經(jīng)電R6連接的一根取樣電極相連接,并與匹配取值的電阻R1、R3、R5、R6和二極管VD5相連接,即能起到可靠自動(dòng)供水控制開關(guān)的作用,達(dá)到了僅用一根外接線即可實(shí)現(xiàn)水塔或高層水池等貯水裝置控制供水的目的,其布線安裝簡單方便,實(shí)用性強(qiáng),易于推廣。
圖1、圖2所示,一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān),由交流電源電路、直流電源電路、設(shè)有繼電器J的功放開關(guān)電路及接有一根取樣電極的取樣顯示電路連接組成;交流電源電路輸入端接入220伏交流市電,將交流電源電路高壓輸出端通過繼電器J并聯(lián)一電容C3接負(fù)載的水泵的電源輸入端;交流電源電路低壓輸出端作為直流電源電路輸入端,直流電源電路輸出端分別接功放開關(guān)電路及取樣顯示電路。
本實(shí)施例中的整流電路為橋式整流電路,由二極管D1、D2、D3、D4組成,并與并聯(lián)在橋式整流電路輸出端的電容C1構(gòu)成直流電源電路,直流電源電路正極接地,其負(fù)端電壓為-E,為安全考慮通常在橋式整流電路輸出正極接一保險(xiǎn)管RD。
功放開關(guān)電路包括一三極管VT,其集電極與直流電源電路正極之間跨接相并聯(lián)的繼電器J、電容C2及串接的發(fā)光二極管LED1、電阻R4;其發(fā)射極與直流電源電路負(fù)極之間跨接有二極管D7,使電阻R6阻值取值范圍增大,可起到改善了本開關(guān)的性能作用;其基極經(jīng)電阻R2接所述的取樣顯示電路。
取樣顯示電路包括一具有反相器功能的集成塊IC,其A、E端引腳分別接直流電源電路正負(fù)極;本發(fā)明選用的集成塊IC型號(hào)為CC4069,該CC4069型號(hào)的集成塊IC為工藝可靠、性能穩(wěn)定的反相器,使本開關(guān)的性能更加穩(wěn)定可靠。其A端引腳接直流電源電路正極;其B端引腳分別與懸于貯水裝置內(nèi)的取樣電極之間跨接有取樣電阻R6,與所述直流電源電路正極之間跨接有分壓電阻R5,與三極管VT集電極之間跨接有相串接的二極管D5及電阻R3,與直流電源電路負(fù)極之間跨接有另一分壓電阻R1;其C端引腳接所述的功放開關(guān)電路的電阻R2;其引腳D端與直流電源電路負(fù)極之間跨接有相串接發(fā)光二極管LED2;該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發(fā)控制,該引腳B端電壓為觸發(fā)高電壓時(shí),即本發(fā)明實(shí)施例一引腳B端觸發(fā)高電壓為0伏時(shí),引腳C端電壓為低電壓,引腳D端電壓則為高電壓;該引腳B端電壓為觸發(fā)低電壓時(shí),即本發(fā)明實(shí)施例一觸發(fā)低電壓為-E/2伏時(shí),引腳C端電壓為高電壓,引腳D端電壓則為低電壓。
電阻R6的阻值與電阻R1、R2、R3、R5的阻值相匹配配置,為具有反相器功能的集成塊IC提供穩(wěn)定的控制電壓,保證本開關(guān)的可靠工作;本發(fā)明實(shí)施例一選用的電阻R1、R5及R6阻值均為4700KΩ,使本開關(guān)的工作可靠性更佳。取樣電極一端連接取樣電阻R6,另一端則伸入貯水裝置內(nèi)并與貯水裝置底部間距適當(dāng)距離,可根據(jù)需要用戶自行調(diào)節(jié)。
控制過程當(dāng)貯水裝置內(nèi)水面低于取樣電極底端位置時(shí),即需供水時(shí),取樣顯示電路中,取樣電阻R6無電流通過,則引腳B端電壓VB=-R5/(R5+R1)E=-4700KΩ/(4700KΩ+4700KΩ)E=-1/2E,為觸發(fā)低電壓狀態(tài),該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓控制。因此,引腳C端電壓VC為高電壓,取樣顯示電路輸入到功放開關(guān)電路的取樣信號(hào)經(jīng)三極管VT放大后,使得繼電器J處于得電吸合狀態(tài),交流電源電路高壓輸出端有電壓輸出,水泵運(yùn)轉(zhuǎn)向貯水裝置內(nèi)供水。引腳D端電壓VD則為低電壓,發(fā)光二極管LED2無電流通過不發(fā)光,而與集電極連接的發(fā)光二極管LED1通電則發(fā)光。
待到水面上升到取樣電極底端以上時(shí),取樣顯示電路中,取樣電阻R6有電流通過,則引腳B端電壓VB=-R5、6/(R5、6+R1)E,因R5、R6相并聯(lián),固R5、6=2350KΩ,則VB=-2350KΩ/(2350KΩ+4700KΩ)E=-1/3E,仍為臨界電壓狀態(tài),因集成塊IC的特性,引腳C端輸出電壓VC仍為高電壓,取樣顯示電路輸入到功放開關(guān)電路的取樣信號(hào)經(jīng)放大后,繼電器J仍處于得電吸合狀態(tài),水泵仍然運(yùn)轉(zhuǎn)向貯水裝置內(nèi)供水,引腳D端電壓VD仍為低電壓,發(fā)光二極管LED2無電流通過不發(fā)光,而與集電極連接的發(fā)光二極管LED1通電則發(fā)光。
待到水面上升到取樣電阻R6上連接點(diǎn)時(shí),貯水裝置內(nèi)注滿水時(shí),此時(shí)取樣顯示電路中,取樣電阻R6沒有電流通過,則引腳B端接地,VB=0為高電壓,同上道理,引腳C端電壓VC則為低電壓,取樣顯示電路無取樣信號(hào)輸入到功放開關(guān)電路,三極管VT無放大作用,處于截止?fàn)顟B(tài),繼電器J失電釋放,其觸點(diǎn)斷開交流電源電路高壓輸出端的電壓輸出,水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)向貯水裝置內(nèi)供水。引腳D端電壓VD則為高電壓,發(fā)光二極管LED2有電流通過發(fā)光,而與集電極連接的發(fā)光二極管LED1不通電則不發(fā)光。
貯水裝置注滿水后,當(dāng)用戶用水而使得水位下降到取樣電阻R6上連接點(diǎn)至取樣電極底端以上時(shí),取樣顯示電路中,取樣電阻R6有電流通過,則引腳B端電壓VB=-R5、6/(R5、6+R1)E,因R5、R6相并聯(lián),固R5、6=2350KΩ,則VB=-2350KΩ/(2350KΩ+4700KΩ)E=-1/3E,仍為臨界電壓狀態(tài),因集成塊IC的特性,引腳C端輸出電壓VC仍為低電壓,取樣顯示電路無取樣信號(hào)輸入到功放開關(guān)電路,三極管VT無放大作用,繼電器J失電釋放,其觸點(diǎn)斷開交流電源電路高壓輸出端的電壓輸出,水泵仍停止運(yùn)轉(zhuǎn)而不向貯水裝置內(nèi)供水。引腳D端電壓VD則為高電壓,發(fā)光二極管LED2有電流通過發(fā)光,而與集電極連接的發(fā)光二極管LED1不通電則不發(fā)光。
當(dāng)貯水裝置內(nèi)水面低于取樣電極底端位置時(shí),即需供水時(shí),取樣顯示電路中,取樣電阻R6無電流通過,則引腳B端電壓VB=-R5/(R5+R1)E=-4700KΩ/(4700KΩ+4700KΩ)E=-1/2E,為觸發(fā)低電壓狀態(tài),由于該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓控制。此時(shí),引腳C端電壓VC為高電壓,取樣顯示電路輸入到功放開關(guān)電路的取樣信號(hào)經(jīng)三極管VT放大后,使得繼電器J處于得電吸合狀態(tài),交流電源電路高壓輸出端有電壓輸出,水泵運(yùn)轉(zhuǎn)向貯水裝置內(nèi)供水。引腳D端電壓VD為低電壓,發(fā)光二極管LED2無電流通過不發(fā)光,而與集電極連接的發(fā)光二極管LED1通電則發(fā)光。
如上過程循環(huán)往復(fù),從而實(shí)現(xiàn)用于水塔或高層水池等貯水裝置控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)的作用。
圖3為圖1具體實(shí)施例二的電路原理圖。與實(shí)施例一所不同處是,整流電路為半波整流電路由二極管D1與電容C1組成,其構(gòu)成直流電源電路正極接地,其負(fù)端電壓為-E。其他組成部分同實(shí)施例一,由于集成塊IC與三極管VT的配合作用,其控制過程仍同實(shí)施例一。
本發(fā)明設(shè)計(jì)方案通過組成電路的元器件電阻R1、R3、R5、R6及二極管D5間的巧妙設(shè)置,實(shí)現(xiàn)控制三極管VT導(dǎo)通與截止,使信號(hào)取樣電路由一根取樣短電極即可達(dá)成對(duì)水位的控制,使外部接線簡單,大大降低了布設(shè)線路的成本,減少了施工的整體造價(jià)并降低了安裝難度,易于其推廣應(yīng)用。本發(fā)明性能穩(wěn)定,使用壽命長,經(jīng)測(cè)試直接啟動(dòng)800W電機(jī)自動(dòng)開關(guān)5萬次沒有出現(xiàn)故障,且耐壓范圍大,在市電100至250伏都能正常工作。本發(fā)明通過合理設(shè)置取樣電極在懸于貯水裝置內(nèi)相對(duì)位置來確定水位,從而控制水泵電機(jī)的啟動(dòng)頻率,達(dá)到節(jié)電的目的。
雖然本發(fā)明已通過參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述,但是,本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解,在權(quán)利要求書的范圍內(nèi),可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。
權(quán)利要求
1.一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān),由交流電源電路、直流電源電路、設(shè)有繼電器J的功放開關(guān)電路及接有取樣電極的取樣顯示電路連接組成;所述直流電源電路由整流電路和電容C1組成;所述功放開關(guān)電路包括一三極管VT,其集電極與直流電源電路正極之間跨接相并聯(lián)的繼電器J、電容C2及串接的發(fā)光二極管LED1、電阻R4,其發(fā)射極接直流電源電路負(fù)極,其基極經(jīng)電阻R2接所述的取樣顯示電路,其特征是a.所述的取樣顯示電路包括一具有反相器功能的集成塊IC,該集成塊IC,其A、E端引腳分別接直流電源電路正負(fù)極;其B端引腳分別與懸于貯水裝置內(nèi)的一根取樣電極之間跨接有取樣電阻R6,與所述直流電源電路正極之間跨接有分壓電阻R5,與所述三極管VT集電極之間跨接有相串接的二極管D5及電阻R3,與所述直流電源電路負(fù)極之間跨接有另一分壓電阻R1;其C端引腳接所述的功放開關(guān)電路的電阻R2;其D端引腳與直流電源電路負(fù)極之間跨接有相串接發(fā)光二極管LED2;b.所述的直流電源電路正極接地;c.該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發(fā)控制,該引腳B端電壓為觸發(fā)高電壓,引腳C端電壓為低電壓,引腳D端電壓則為高電壓;該引腳B端電壓為觸發(fā)低電壓,引腳C端電壓為高電壓,引腳D端電壓則為低電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān),其特征是所述的電阻R1與電阻R5的阻值相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān),其特征是所述的電阻R6的阻值與電阻R1、R2、R3、R5的阻值相匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān),其特征是所述的電阻R1、R5及R6阻值均為4700KΩ。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1至4任一權(quán)利要求所述的一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān),其特征是所述的三極管VT發(fā)射極與直流電源電路負(fù)極之間跨接有二極管D7。
6.根據(jù)權(quán)利要求書5所述的一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān),其特征是所述的集成塊IC選用的型號(hào)為CC4069。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān),由交流電源電路、直流電源電路、設(shè)有繼電器J的功放開關(guān)電路及接有取樣電極的取樣顯示電路連接組成;取樣顯示電路包括有一具有反相器功能的集成塊IC,該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發(fā)控制,直流電源電路正極接地;通過該集成塊IC與經(jīng)電阻R6連接的一根取樣電極相連接,并與匹配取值的電阻R1、R3、R5、R6和二極管VD
文檔編號(hào)G05D9/12GK1455305SQ0313807
公開日2003年11月12日 申請(qǐng)日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月28日
發(fā)明者陳宏君 申請(qǐng)人:陳宏君